导  读

自1850年来，工业化革命给人类社会发展带来翻天覆地的变化。与此同时，人类活动对大气、水圈、岩石圈、冰冻圈和生物圈等地球系统造成不可逆的负面影响。以二氧化碳（CO₂）为主的“温室气体”排放使地球持续变暖，全球平均温度已上升约1°C。在全球范围内，人类的影响早已超过自然变化。为了描述这种重大影响，地球科学家提出“人类世（Anthropocene）”，这是地球历史上新的地质时代。气候变化对人类社会乃至子孙后代影响深远，已成为全球决定性挑战。

为了应对气候变化给可持续发展带来的紧迫挑战，科学家将整个地球系统的运营、自然科学与社会科学的融合作为重点，提出全球可持续发展的新跨学科研究成果，与之相关的工具、知识、策略和实用解决方案已成为当务之急。

2012年，国际科学理事会（ICSU）、国际社会科学理事会（ISSC）与众多其他机构在联合国可持续发展大会（里约+20）上共同发起了一项为期10年（2014-2023年）的，名为 “未来地球” 的国际科学研究计划。这项计划立足于超过三十年的全球环境变化研究基础， 通过共同设计、共同生产和共同交付的原则，加强科学与政策之间的联系。重点发展观测系统、数据系统、地球系统建模，及其理论发展，同时关注规划与融合，沟通与参与，能力发展和教育，科学与政策互动等方面的跨领域能力。“未来地球” 计划共定义了三个研究主题，分别为：i）动态星球，ii）全球发展，iii）向可持续发展过渡，旨在通过不同学科进一步了解地球和人类动力学等复杂系统，并寻求系统性的方法来支持有证据依据的可持续发展基础政策和战略。“未来地球” 现阶段也是一个知识行动网络，它将自然科学与社会科学、政策、商业、公民社会等领域的学术力量聚集在一起，以实现向可持续发展转变的共同目标。

图1. 现有及理想状态化石燃料基础设施及实现1.5°C和2°C控制目标场景下的CO₂排放量对比情况图。现有和拟议排放不包括当前的土地用途变化和水泥生产等CO₂排放源，因此1.5°C和2°C场景的起始排放量较高（改编自Pihl et al. 2019）。

在过去的几年中，代表全球可持续性科学家网络的两个主要国际组织“未来地球”和“地球联盟”整理并评估了最新地球系统科学。并由此归纳出许多我们在观测事实、潜在驱动因素/机制、气候变化影响、缓解/适应为目的的社会影响和策略/解决方案方面的重要认知。图1展示了现有的和拟议的化石燃料基础设施与实现1.5°C（IPCC SR1.5 P1，蓝色虚线）和2°C（RCP2.6，黑色虚线）控制目标场景下的CO₂排放量的对比。从图中可以明显看出，现实（虚线箭头）和理想（实线箭头）排放存在明显差距，表明人类社会应对气候行动的临界点或许已经到了。

展望

当前最紧迫的任务是将知识转化为行动，以应对全球因CO₂排放对可持续发展造成的最严峻的挑战。根据历史数据，我们可以看出，从工业革命到今天，温室气体（主要是CO₂）和全球温度的上升确实在加速。通过具体的、科学的策略，我们有望实现将未来全球温度上升限制在低于2°C（目标为1.5°C）的前景，这也意味着我们要站在“未来地球”的最前沿，并在十字路口作出合理的全球性决策。我们要做的工作还很多。

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https://www.sciencedirect.com/

science/article/pii/S2666675820300588

本文内容来自Cell Press 合作期刊The Innovation 第二期发表的 Editorial 文章“Future Earth and Sustainable Developments” (投稿: 20201015；接收: 20201030；在线刊出: 20201105；DOI: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2020.100055)

作者简介

程海，The Innovation执行主编，西安交通大学全球环境变化研究院教授，AGU会士，是国际知名石笋古气候研究专家之一。他发展了国际领先水平的U系质谱测量技术，他在利用石笋记录重建不同区域多尺度的气候变化历史方面发挥了重要作用，其中包括最长的东亚（640 ka）和印度（280 ka）季风石笋记录，最长的西风带气候记录包括中国西部（500 ka）、中亚（350 ka）和北美（335 ka）的石笋记录，和最长的亚马逊流域石笋记录（250 ka）。这些记录是重建不同气候系统古气候变化的里程碑。同时，他在利用石笋进行¹⁴C校准中发挥了主导作用，为大气¹⁴C的重建提供了一个关键的¹⁴C数据集，并将校正极限扩展到¹⁴C的定年极限（约54000年）。最近，由他引导的西安交通大学同位素实验室建立了高精度石笋三氧同位素（¹⁶O-¹⁷O-¹⁸O）分析技术，并首次获得了一组石笋△¹⁷O数据，将新的△¹⁷O指标与δ¹⁸O指标结合，用以研究洞穴石笋古气候变化，为水文气候变化及潜在动力学提供了新的见解。

程海教授在国际期刊上发表论文400余篇，含16篇Science、12篇Nature和40余篇Nature和Science子刊文章。论文被引用4万余次(H-因子88，Google Scholar)。并在2014-2019年连续入选汤森路透/科睿唯安（Thomson Reuters/Clarivate Analytics）全球高被引科学家和爱思唯尔（Elsevier）中国高被引学者，并于2019年获选“Emiliani Lecturer”。

作者主页：http://gr.xjtu.edu.cn/web/cheng021

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